Термодинамика илмест, ки ба омӯзиши энергия асос ёфтааст. Равандҳои термодинамикӣ ҳамарӯза дар ҳаёти ҳаррӯза, дар хонаҳо, дар саноат, бо тағирёбии энергия, аз қабили таҷҳизоти кондитсионерӣ, яхдонҳо, мошинҳо, дегхонаҳо ва ғайра рух медиҳанд. Аз ин рӯ аҳамияти омӯзиши Термодинамика дар асоси чор қонуни асосие, ки робитаҳои сифат ва миқдори энергия ва хосиятҳои термодинамикиро барқарор мекунанд.
Барои фаҳмидани қонунҳои Термодинамика, ба тариқи осон, аз баъзе мафҳумҳои асосие, ки дар зер дучор меоянд, ба монанди энергия, гармӣ, ҳарорат ва ғайра оғоз кардан лозим аст.
Мо шуморо барои дидани мақола даъват мекунем Қудрати қонуни Ватт (Барномаҳо - Машқҳо)
Термодинамика
Якчанд таърих:
Термодинамика мубодила ва тағирёбии энергияро дар равандҳо меомӯзад. Аллакай дар солҳои 1600 Галилейо бо ихтирои термометр шишагӣ ва муносибати зичии моеъ ва ҳарорати он дар ин самт таҳқиқотро оғоз намуд.
Бо инқилоби саноатӣ, омӯзишҳо оид ба донистани робитаҳои байни гармӣ, кор ва энергияи сӯзишворӣ, инчунин беҳтар намудани кори муҳаррикҳои буғӣ, термодинамикаи ба вуҷуд омада ҳамчун илми омӯзиш гузаронида мешаванд, аз соли 1697 бо муҳаррики буғии Томас Савери . Қонунҳои якум ва дуюми термодинамика соли 1850 таъсис дода шуданд. Бисёр олимон, аз қабили Ҷоул, Кельвин, Клаузиус, Больцман, Карно, Клапейрон, Гиббс, Максвелл ва ғайра дар рушди ин илм саҳми худро гузоштанд "Термодинамика".
Термодинамика чист?
Термодинамика илмест, ки табдили энергияро меомӯзад. Азбаски дар ибтидо чӣ гуна табдил додани гармӣ ба қудрат омӯхта шуда буд, дар муҳаррикҳои буғӣ калимаҳои юнонии «термос» ва «динамис» барои номи ин илми нав истифода шуда, калимаи «термодинамика» -ро ташкил доданд. Ба расми 1 нигаред.
Барномаҳои термодинамикӣ
Майдони истифодаи термодинамика хеле васеъ аст. Табдили энергия дар равандҳои гуногун аз бадани инсон, бо ҳазми хӯрок, ба равандҳои сершумори саноатӣ барои истеҳсоли маҳсулот рух медиҳад. Дар хонаҳо инчунин дастгоҳҳое мавҷуданд, ки дар онҳо термодинамика ба оҳанҳо, обгармкунакҳо, кондитсионерҳо ва ғ. Принсипҳои термодинамика инчунин дар соҳаҳои мухталиф, аз қабили нерӯгоҳҳо, мошинҳо ва мушакҳо татбиқ карда мешаванд. Ба расми 2 нигаред.
Асосҳои Термодинамика
Энергетика (E)
Амволи ҳама гуна бадан ё системаи моддӣ ё ғайримоддӣ, ки бо тағир додани вазъ ё ҳолати он тағир дода мешавад. Он инчунин ҳамчун потенсиал ё қобилияти ҳаракат кардани материя муайян карда мешавад. Дар расми 3 шумо метавонед баъзе манбаъҳои энергияро бинед.
Шаклҳои энергия
Энергия дар шаклҳои мухталиф, аз қабили шамол, барқ, механикӣ, ҳастаӣ ва ғайра. Дар омӯзиши термодинамика, энергияи кинетикӣ, энергияи потенсиал ва энергияи дохилии ҷисмҳо истифода мешаванд. Энергияи кинетикӣ (Ec) ба суръат, энергияи потенсиалӣ (Ep) бо баландӣ ва энергияи дохилӣ (U) бо ҳаракати молекулаҳои дохилӣ алоқаманд аст. Ба расми 4 нигаред.
Гармӣ (Q):
Интиқоли энергияи гармӣ байни ду ҷисм, ки дар ҳарорати гуногун мебошанд. Гармӣ бо Joule, BTU, pound-feet ё бо калория чен карда мешавад.
Ҳарорат (T):
Ин ченаки энергияи кинетикии атомҳо ё молекулаҳо мебошад, ки ҳама гуна ашёи моддиро ташкил медиҳанд. Он дараҷаи ташвиқи молекулаҳои дохилии ашё, энергияи гармии онро чен мекунад. Ҳаракати молекулаҳо ҳар қадар зиёдтар бошад, ҳарорат баландтар мешавад. Он бо дараҷаҳои Цельсий, Кельвин, Ранкин ё Фаренгейт дараҷа чен карда мешавад. Дар расми 5 баробарӣ дар байни миқёси ҳарорат оварда шудааст.
Принсипҳои термодинамикӣ
Омӯзиши табдили энергия дар термодинамика ба чор қонун асос ёфтааст. Қонунҳои якум ва дуюм ба сифат ва миқдори энергия иртибот доранд; дар ҳоле ки қонунҳои сеюм ва чорум ба хосиятҳои термодинамикӣ (ҳарорат ва энтропия) алоқаманданд. Ба рақамҳои 6 ва 7 нигаред.
Қонуни якуми термодинамика:
Қонуни аввал принсипи ҳифзи энергияро муқаррар мекунад. Энергияро аз як бадан ба ҷисми дигар интиқол додан мумкин аст, ё ба шакли дигари энергия иваз кардан мумкин аст, аммо он ҳамеша ҳифз карда мешавад, аз ин рӯ миқдори умумии энергия ҳамеша доимӣ боқӣ мемонад.
Пандуси конкитозӣ намунаи хуби Қонуни ҳифзи энергия мебошад, ки дар он маълум мешавад, ки энергия офарида намешавад ё нобуд намешавад, балки ба намуди дигари энергия мубаддал мешавад. Барои конькие, ки дар расми 8 тасвир шудааст, вақте ки танҳо қувваи ҷозиба таъсир мерасонад, мо бояд:
- Вазифаи 1: Вақте ки яхмолак дар болои қулла қарор мегирад, вай ба туфайли баландии дар он будааш энергияи дохилӣ ва энергияи потенсиалӣ дорад, аммо энергияи кинетикии ӯ сифр аст, зеро дар ҳаракат нест (суръат = 0 м / с).
- Вазифаи 2: Ҳангоме ки яхмолак ба пастравӣ ба поён рафтан сар мекунад, баландӣ кам шуда, энергияи дохилӣ ва энергияи потенсиалро коҳиш медиҳад, аммо энергияи кинетикии ӯро зиёд мекунад, зеро суръаташ афзоиш меёбад. Энергия ба энергияи кинетикӣ табдил меёбад. Вақте ки яхмолак ба нуқтаи пасттарини пандус (мавқеи 2) мерасад, энергияи потенсиалии ӯ ба сифр баробар аст (баландӣ = 0м), дар ҳоле, ки вай суръати баландтаринро дар сафари худ дар пандус ба даст меорад.
- Вазифаи 3: Ҳангоми боло рафтани пандус, яхмолак суръатро гум мекунад ва энергияи кинетикии худро коҳиш медиҳад, аммо энергияи дохилӣ ва энергияи потенсиалӣ ҳангоми баланд шуданаш зиёд мешаванд.
Қонуни дуюми термодинамика:
Қонуни дуввум ба "сифат" -и энергия марбут аст, дар оптимизатсияи табдил ва / ё интиқоли энергия. Қонуни мазкур муқаррар мекунад, ки дар равандҳои воқеӣ сифати энергия тамоюли пастшавиро дорад. Таърифи хосияти термодинамикии "энтропия" ворид карда шудааст. Дар изҳороти қонуни дуввум, он муқаррар карда мешавад, ки раванде рух дода метавонад ва дар сурати набудани он, ҳатто агар риояи қонуни аввал идома ёбад. Ба расми 9 нигаред.
Қонуни сифр:
Қонуни сифр мегӯяд, ки агар ду система дар мувозинати сеюм бо ҳам мувозинат кунанд. Масалан, барои расми 10, агар А дар мувозинати ҳароратӣ бо С, ва С дар тавозуни ҳароратӣ бо В бошад, пас А дар мувозинати ҳароратӣ бо В аст.
Мафҳумҳои дигари Т.эрмодинамика
Система
Қисми олам, ки мавриди таваҷҷӯҳ аст ё омӯзиш. Барои косаи қаҳва дар расми 11, "система" мундариҷаи коса (қаҳва) мебошад, ки интиқоли энергияи гармиро омӯхтан мумкин аст. Ба расми 12 нигаред. [4]
Муҳити зист
Ин боқимондаи коинот берун аз системаи таҳқиқшаванда мебошад. Дар расми 12, косаи қаҳва "сарҳад" ҳисобида мешавад, ки қаҳва (система) дорад ва он чизе, ки берун аз пиёла (марз) аст, "муҳити" система мебошад.
Мувозинати термодинамикӣ
Ҳолате, ки дар он хосиятҳои система хуб муайян карда шудаанд ва бо мурури замон фарқ намекунанд. Вақте ки система мувозинати ҳароратӣ, мувозинати механикӣ ва мувозинати химиявиро пешниҳод мекунад, он дар "мувозинати термодинамикӣ" қарор дорад. Дар мувозинат система наметавонад ҳолати худро тағир диҳад, агар ба он агенти беруна таъсир расонад. Ба расми 13 нигаред.
Паред
Субъекте, ки ҳамкориҳои байни системаҳоро иҷозат медиҳад ё пешгирӣ мекунад. Агар девор ба гузариши моддаҳо иҷозат диҳад, он гуфта мешавад, ки девори гузаранда аст. Девори адиабатӣ деворест, ки интиқоли гармиро байни ду система имкон намедиҳад. Вақте ки девор ба интиқоли энергияи гармӣ имкон медиҳад, онро девори диатермикӣ меноманд. Ба расми 14 нигаред.
ХУЛОСА
Энергетика қобилияти ҳаракат кардани материя мебошад. Ин метавонад бо роҳи тағир додани вазъ ё ҳолати он табдил ёбад.
Термодинамика илмест, ки мубодила ва тағирёбии энергияро дар равандҳо меомӯзад. Омӯзиши табдили энергия дар термодинамика ба чор қонун асос ёфтааст. Қонунҳои якум ва дуюм ба сифат ва миқдори энергия иртибот доранд; дар ҳоле ки қонунҳои сеюм ва чорум ба хосиятҳои термодинамикӣ (ҳарорат ва энтропия) алоқаманданд.
Ҳарорат ченкунандаи дараҷаи ташвиқи молекулаҳои ҷисм аст, дар ҳоле ки гармӣ интиқоли энергияи гармӣ дар байни ду ҷисм аст, ки дар ҳарорати гуногун мебошанд.
Мувозинати термодинамикӣ вақте мавҷуд аст, ки система ҳамзамон дар мувозинати ҳароратӣ, мувозинати механикӣ ва мувозинати химиявӣ бошад.
Ташаккур: Барои таҳияи ин мақола мо соҳиби маслиҳати Инглис Марисол Пино, мутахассиси дастгоҳҳои саноатӣ ва назорат.